Prispevek je povzetek predavanja Železo, šport in prehrana, ki sem ga 19. januarja 2011 pripravila svojim kolegom iz Triatlonskega kluba Ljubljana.

Železo
Železo je eden najbolj razširjenih elementov v zemeljski skorji, sicer pa anorganska sestavina hrane, mineral, ki ga človeški organizem nujno potrebuje. Navkljub njegovi razširjenosti, je pomanjkanje železa najbolj pogost primanjkljaj med hranili na svetu, saj naj bi se z njim soočalo okrog 1,2-2 milijardi ljudi.

Vloga železa v človeškem organizmu
V človeškem telesu zdravega odraslega moškega se nahaja približno 3,6 g železa, pri ženskah gram manj. Glavna vloga železa v organizmu je tvorba molekul, ki služijo za transport in koriščenje kisika. Železo je sestavina hemoglobina, ki se nahaja v rdečih krvničkah in omogoča prenos kisika iz pljuč do tkiv, kjer druge železo vsebujoče molekule sodelujejo pri koriščenju kisika na celični ravni. Skupaj je kar 70% vsega železa, ki se nahaja v organizmu, vključenega v metabolizem kisika.
Železo je tako kot ključni element beljakovin, ki služijo za prenos kisika, izredno pomemben tudi za aerobno sposobnost in vzdržljivost oz. pri zagotavljanju energije za telesne napore. Prav zato je tudi za športnike pomembno, da preprečujejo pomanjkanje železa v organizmu, saj ne povzroča zgolj slabšega zdravstvenega stanja, pač pa tudi poslabšanje fizične zmogljivosti in športnih rezultatov.
Pomanjkanje železa z anemijo (znižana koncentracija rdečih krvničk in/ali hemoglobina v krvi) onemogoča ustrezen transport kisika do tkiv in s tem ustrezno energijsko podporo delujočim mišicam. Ne povzroča pa zgolj anemija, ki se razvije zaradi pomanjkanja železa, negativnih učinkov. Pred anemijo se namreč najprej pojavi stanje pomanjkanja zalog železa, ki lahko škodljivo vpliva na sposobnost adaptacije na aerobni trening, zmanjša energijsko učinkovitost med submaksimalnimi telesnimi napori in povečuje utrudljivost mišic. Poleg tega lahko železo vpliva na športnikovo zdravje in zmožnost treniranja tudi preko drugih funkcionalnih vlog, saj je potreben tudi pri nastajanju rdečih krvničk, v metabolizmu ščitničnih hormonov, živčnih funkcijah ter za vzdrževanje imunske funkcije.

Pogostost pomanjkanja železa med športno aktivnimi
Pogostost zaradi pomanjkanja železa nastale anemije naj bi bila pri športnikih primerljiva z netrenirajočo populacijo. Drugače je, ko primerjamo pogostost zmanjšanja ali pomanjkanja zalog železa, kar je, kot je bilo že omenjeno, predstanje od železa odvisne anemije. Podatki se med seboj sicer nekoliko razlikujejo, vendar kaže, da se to predstanje med športniki pojavlja nekoliko bolj pogosto, ta pa se spreminja glede na vrsto športa, starost in spol športnika:
•    glede na vrsto športa in ne glede na spol imajo najnižje zaloge železa vzdržljivostni športniki, še posebej tekači
•    s povečano intenzivnostjo in trajanjem telesnega napora in ne glede na vrsto športa se povečajo izgube železa – rekreativni športniki naj bi zato imeli večje zaloge železa kot profesionalni športniki
•    glede na spol in starost se pomanjkanje zalog železa najpogosteje pojavlja med ženskami in najstniki – neodvisno od vrste in intenzivnosti športa
•    pomanjkanje zalog železa je pogostejše med ženskami kot med moškimi – kar 50-80% športnic, predvsem gimnastičark in vzdržljivostnih tekačic, naj bi nosilo tveganje za razvoj pomanjkanja zalog železa
•    med moškimi nosijo tekači večje tveganje za razvoj pomanjkanja zalog železa kot športniki drugih športnih panog

Simptomi, ki kažejo na pomanjkanje železa
Na anemijo lahko pomislimo, ko opazimo šibkost, zasoplost in poslabšanje aerobnih in vzdržljivostnih sposobnosti. Nekateri športniki že pri zmanjšanih zalogah železa, ko anemija še ni razvita, izgledajo bledi, imajo povišan srčni utrip v mirovanju, spremenjeno razpoloženje, zmanjšan apetit ali se počutijo izčrpani. Vendar je treba opozoriti, da so to nespecifični simptomi, ki lahko nastanejo tudi iz drugih vzrokov. Srečati je mogoče tudi športnike, ki sicer imajo nizek serumski feritin (vodotopna spojina železa in beljakovine, ki je v manjših količinah prisotna tudi v krvi), kar je znak, da so zaloge železa v organizmu nizke, vendar ne trpijo za nobenim od simptomov. Ob sumu na pomanjkanje zalog železa ali anemijo, se je zato potrebno obrniti na zdravnika. Ta bo z ustreznimi krvnimi preiskavami (npr. rdeča krvna slika, serumske koncentracije železa, transferina in feritina, nasičenost transferina) sum ovrgel ali potrdil. Normalna raven hemoglobina še ne izključuje pomanjkanja zalog železa. Pri neanemičnih posameznikih je zato najpomembnejši simptom pomanjkanja železa kronična utrujenost ter nizka vrednost serumskega feritina, ki odraža jetrne zaloge železa. Zdravnik se bo na podlagi laboratorijskih izvidov in obstoječih simptomov tudi odločil o zdravljenju in oblikah nadomeščanja železa. Nadomestki železa se vedno jemljejo pod nadzorom zdravnika. Preveč železa v organizmu ima namreč prav tako škodljive učinke.

Vzroki za pomanjkanje železa
Izgubljanje železa iz organizma je praviloma zelo majhno. Železo, ki se sprosti iz starih in poškodovanih rdečih krvničk, se namreč ponovno uporabi. Bolj nazorno povedano, v organizmu poteka reciklaža železa. Nekaj železa se iz organizma vseeno izgubi preko prebavnega trakta, kože, znoja in las, vendar to dnevno znese le 1-2 mg.  Pri ženskah se železo dodatno izgublja še zaradi menstruacije, med katero izgubijo 30-40 mg krvi, kar predstavlja okrog 10-15 mg železa. Tako kot mesečna krvavitev tudi vsaka druga krvavitev pomeni izgubo železa. In vse te izgube je potrebno nadomestiti s prehranskim vnosom železa.
Glavni vzrok za pomanjkanje železa v zahodnem svetu je nezadosten prehranski vnos. Običajna mešana prehrana naj bi na energijsko enoto 1000 kcal vsebovala 6 mg železa, kar pomeni, da bi moški, ki zaužije dnevno 2900 kcal še zadostili svojim dnevnim potrebam, ženske z 2200 kcal pa ne. Druga težava je slaba biorazpoložljivost železa, kar pomeni, da se le manjša količina zaužitega železa dejansko absorbira v prebavilih in uporabi v organizmu. Človeški organizem v povprečju iz prebavil absorbira le 6-12% železa, ki ga zaužijemo s hrano. Temu primerno ga je zato potrebno zaužiti več, po priporočilih¹ moški 10 mg, ženske pa 15 mg dnevno. Povprečne dnevne zahteve po železu so med športniki različnih zvrsti zelo različne in slabo definirane. Potrebe po železu so lahko 1.3-1.7 krat večje od netrenirajoče populacije.

Vzroki za pomanjkanje železa med športniki
Pomanjkanje železa med športniki je običajno posledica nezadostnega energijskega vnosa, vegetarjanskega načina prehranjevanja s slabo biorazpoložljivostjo železa, hitre rasti v obdobju najstništva, treninga na visoki nadmorski višini, povečanih izgub železa z znojem, blatom, urinom in menstruacijo, rednega krvodajalstva ali poškodb oziroma z njimi povezanih krvavitev.
Tudi trening lahko poveča potrebe po železu. Najpomembnejši s športno aktivnostjo povezani mehanizmi, ki vodijo v izgubo železa, in so torej specifični za športnike, so hemoliza, hematurija, znojenje in krvavitve v prebavilih:
•    hemoliza je sproščanje hemoglobina iz rdečih krvnčk in je posledica njihovega povečanega propada zaradi različnih, od vadbe odvisnih mehanizmov – stiskanje in pretrganje rdečih krvničk zaradi udarjanja stopal ob podlago, stiskanje krvnih žil zaradi močnega krčenja v delo vključenih mišic, povečana telesna temperatura nastala med telesno aktivnostjo
•    hematurija je prisotnost krvi v urinu, do katere pride med telesno vadbo zaradi mehaničnih poškodb in hemolize v ledvicah – gibanje mehurja med tekom lahko povzroči mikroskopske poškodbe na notranji steni in posledično dodatne krvavitve, povečan pretok krvi skozi ledvice in povišan krvni tlak skupaj z zmanjšano prepustnostjo v ledvičnih glomerulih pa vodi v že omenjeno hemolizo
•    liter znoja naj bi vseboval le okrog 0,14 mg železa, vendar bi ponavljajoča, dolgo časa trajajoča vadba v toplem okolju, s posledično večjo produkcijo znoja, lahko vplivala na stanje železa v organizmu
•    med telesno vadbo pride do zmanjšanega pretoka krvi skozi prebavila, saj se kri preusmeri v mišice in kožo, posledično pa do zmanjšane oskrbe črevesnih celic s kisikom in hranili, kar posledično lahko povzroči krvavitve črevesne sluznice

Poleg omenjenih štirih neposredno s športno vadbo povezanih dejavnikov, se v okviru te skupine vzrokov v zadnjem času pogosto omenja tudi z vadbo povzročeni vnetni odgovor organizma, ki vpliva na hepcidin, imenovan tudi železov hormon, saj ima osrednjo vlogo v metabolizmu železa. Možno je, da bi povečana koncentracija hepcidina lahko bila eden od vzrokov za povečano pojavnost pomanjkanja zalog železa med športniki. Povečana koncentracija hepcidina namreč zavira absorpcijo železa iz prebavil.

Prehrana in železo
Zdravljenje že razvite anemije in pomanjkanja zalog železa je, kot je bilo že omenjeno, v domeni zdravnika. Z ustrezno prehrano lahko zdravljenje podpremo, v nadaljevanju pa skrbimo za preventivo pred omenjenimi stanji. V prvi vrsti je to prehrana bogata z železom, ki jo uživamo tako, da se omogoči čim večja absorpcija, da torej povečamo biorazpoložljivost železa v hrani.

Pri železu, ki ga zaužijemo s hrano, ločimo dve obliki. Hemsko železo, ki se nahaja v hrani živalskega izvora ter nehemsko (ionsko) železo v hrani rastlinskega izvora, delno pa tudi v hrani živalskega izvora. Glede na obliko železa v prehrani, se razlikuje tudi njegova absorpcija. Hemsko železo (v mesu) predstavlja le 5-10% železa v mešani prehrani, vendar se ga absorbira kar 25%, kar je v primerjavi z nehemskim železom, čigar absorpcija znaša zgolj 5%, bistveno več. Slednje morajo imeti v mislih še posebej tisti, ki uživajo zgolj hrano rastlinskega izvora. Ti bi namreč morali s hrano zaužiti kar 1.8 krat več železa kot vsejedci. Izkazalo se je, da so ženske, ki so s prilagojeno vegetarjansko prehrano dnevno zaužile 14 mg železa v primerjavi z ženskami, ki so enako količino železa zaužile z mešano prehrano, imele očitno nižje zaloge železa, kar gre najverjetneje pripisati odsotnosti hemskega železa v njihovi prehrani. Kaže tudi, da imajo vegetarjanci, četudi zaužijejo s hrano večje količine železa kot vsejedci, še vedno nižje zaloge železa.

Biorazpoložljivost železa
Ker torej tipična zahodna prehrana v povprečju vsebuje zgolj 6 mg železa na 1000 kcal, je biorazpoložljivost železa v prehrani toliko bolj pomembna. Da se pokrijejo potrebe po železu, je potrebno v prvi vrsti izbirati z železom bogata živila, nato pa s pravilno kombinacijo živil, ki jih v obroku zaužijemo skupaj, absorpcijo železa čim bolj povečati.
Meso, ribe in perutnina prispevajo največji delež železa, ki se tudi dobro absorbira. Poleg tega je hemsko železo, ki je vgrajeno v molekulo hema s tem zaščiteno pred drugimi sestavinami živil, zato te nanj ne vplivajo. Športniki bi morali zaradi povečanih energijskih potreb, ki jih povzroča trening, sicer zaužiti več hrane in s tem tudi večjo količino železo, kljub temu pa bi se vsi aktivni posamezniki morali zavedati pomena živil, bogatih s hemskim železom, kot je pusto rdeče meso, in jih umestiti v svoj jedilnik 2-3 krat tedensko.
Nasprotno so mleko in mlečni izdelki zelo slab vir železa, ki poleg tega zavirajo absorpcijo nehemskega železa tudi iz drugih živil, če jih uživamo skupaj. Rastlinskim virom železa je že sicer zelo dobro pomagati k boljši absorpciji. Stročnice, ki so bolj bogate z železom, žita, temno zeleno zelenjavo in suho sadje je zato priporočljivo uživati s hrano, ki s svojimi sestavinami povečajo absorpcijo železa.
Živila oziroma njihove sestavine, ki povečujejo absorpcijo železa so beljakovine mesa in rib (MPF-faktor), vitamin C ter nekatere kisline v sadju in zelenjavi (citronska, jabolčna, vinska, mlečna) ter sladkorji. Verjetno je, da absorpcijo železa povečujejo tudi karotenoidi, torej vse oranžno, rdeče in temno zeleno sadje in zelenjava. Tako se naprimer v obroku, ki vsebuje nehemsko železo, absorpcija železa lahko podvoji, če se zraven zaužije še dober deciliter pomarančnega soka (30 mg vitamina C). Vsebnost železa v hrani lahko povečamo tudi, če jo pripravljamo v posodah iz železove litine, saj železo iz posode prehaja v hrano ali s posebnimi postopki priprave hrane (namakanje in kaljenje žit, stročnic ter semen, fermentacija sojinih izdelkov, vzhajanje in pečenje kruha)

Obstajajo pa tudi živila oziroma snovi v njih, ki absorpcijo nehemskega železa zmanjšajo. Fitati v stročnicah in žitu, rastlinske beljakovine v soji, stročnicah in oreških, kalcij v že omenjenm mleku, polifenoli v čaju, kavi in rdečem vinu.  Vendar to nikakor ne pomeni, da so te snovi škodljive, celo nasprotno. Vemo naprimer, da imajo polifenoli zelo dobre antioksidativne in s tem zaščitne učinke na naše zdravje, kar zgolj pomeni, da je priporočljivejše, če jih uživamo v drugih obrokih, ki so z železom manj bogati. Gre torej zgolj za to, da se s pravilno kombinacijo živil poveča absorpcija železa v hrani. Absorpcija železa v obroku se naprimer zmanjša zgolj na tretjino, če med obrokom zaužijemo zeleni čaj, ki je bogat s polifenoli. Iz tega razloga bi bilo dobro, če bi se pri nas že ustaljeno navado pitja kave po obroku opustilo. Izkazalo se je namreč, da je z vidika vpliva na absorpcijo železa bolje, če si takšen napitek privoščimo uro pred obrokom.
Ima pa organizem tudi to sposobnost, da lahko sam uravnava absorpcijo železa iz prebavil. Tako glede na svoje zaloge železa ob pomanjkanju absorpcijo železa iz prebavil poveča in obratno. Vendar pa ta povečana absorpcija ne zadostuje za hitro okrevanje pri že nastalih anemijah, še posebej pri športnikih z velikimi potrebami in izgubami, zato so v zdravljenje vključeni tudi visokodozni nadomestki železa.

Če je dobro malo, ni več še bolje
Do sedaj je bilo govora predvsem o problemih povezanih s pomanjkanjem železa, vendar je potrebno opozoriti še na škodljivo preobremenitev organizma z železom, do katere lahko pride tudi zaradi nekritične uporabe nadomestkov železa. Človeško telo viška železa ne more izločati. Poleg vseh življensko pomembnih funkcij, ki jih ima železo v organizmu, ima tudi to lastnost, da deluje prooksidativno. Sodeluje torej pri nastajanju prostih radikalov, ki povzročajo poškodbe na beljakovinah, lipidih in DNA. Nastali radikali lahko prispevajo k nastanku rakavih novotvorb, ateroskleroze, nevrodegenerativnih bolezni in pospešujejo proces staranja. Razvije se lahko hemokromatoza (kopičenje železa v tkivih, še posebej v jetrih in trebušni slinavki), kar med drugim lahko povzroči cirozo in diabetes. Poleg tega vnašanje železa v večjih količinah lahko povzroči pomanjkanje bakra in cinka. Športniki, kot tudi vsi ostali, iz navedenih razlogov ne bi smeli nikoli sami posegati po nadomestkih železa.

Viri:
1.    Debenjak P, Debenjak D, Hlastan-Ribič C, Salobir K, Pokorn D. Referenčne vrednosti za vnos hranil. 1. izd. Ljubljana: Ministrstvo za zdravje, 2004: 155-159.

2.    Rolfes SR, Pinna K, Whitney E. Understanding normal and clinical nutrition. 8th ed. Belmont: Wadsworth, Cengage learning, 2008: 442-451.

3.    Williams MH. Nutrition for health, fitness, and sport. 9th ed. New York: McGraw-Hill, 2010: 325-332.

4.    Burke L, Deakin V. Clinical sports nutrition. 3rd ed. Sydney /etc./: McGraw-Hill, 2006: 263-312.

5.    Peeling P, Dawson B, Goodman C, Landers G, Trinder D. Athletic induced iron deficiency: new insights into role of inflammation, cytokines and hormones. Eur J Appl Physiol 2008; 103: 381-391.

6.    Sinclair LM, Hinton PS. Prevalence of iron deficiency with and without anemia in recreationally active men and women. J Am Diet Assoc 2005; 105: 975-978.

7.    Viatte L, Vaulont S. Hepcidin, the iron watcher. Biochimie 2009; 91: 1223-1228.

8.    Mann J, Truswell A S. Essentials of human nutrition. 3rd ed. Oxford /etc./: Oxford University Press, 2007: 125-137.

9.    American Dietetic Association. Position of the American Dietetic Association and Dietetians of Canada: Nutrition and athletic performance. Med Sci Sports Exerc 2009; 41: 3: 709-731.

10.    Schumacher YO, Schmid A, Grathwohl D, Bültermann D, Berg A. Hematological indices and iron status in athletes of various sports and performances. Med Sci Sports Exerc 2002; 34: 5: 869-875.

11.    Gisbert JP, Gomollón F. An update on iron physiology. World J Gastroenterol 2009; 15: 37: 4617-4626.